第3~6節(jié)綜合拔高練（可編輯word）

第四章光第3～6節(jié)綜合拔高練五年選考練考點(diǎn)雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)1.[2019課標(biāo)Ⅱ,34(2),10分,]某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}:(ⅰ)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可;

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫(ⅱ)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則單色光的波長(zhǎng)λ=;

(ⅲ)某次測(cè)量時(shí),選用的雙縫的間距為mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

2.[2018浙江4月選考,21(2),2分,]小明在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),嘗試用單縫和平面鏡做類似實(shí)驗(yàn)。單縫和平面鏡的放置如圖所示,白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為波長(zhǎng)為λ的單色光照射單縫,能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測(cè)得單縫與鏡面延長(zhǎng)線的距離為h,與光屏的距離為D,則條紋間距Δx=。隨后小明撤去平面鏡,在單縫下方A處放置同樣的另一單縫,形成雙縫結(jié)構(gòu),則在光屏上(填“能”或“不能”)觀察到干涉條紋。

3.(2019北京理綜,14,6分,)利用圖1所示的裝置(示意圖),觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是() A.甲對(duì)應(yīng)單縫,乙對(duì)應(yīng)雙縫B.甲對(duì)應(yīng)雙縫,乙對(duì)應(yīng)單縫C.都是單縫,甲對(duì)應(yīng)的縫寬較大D.都是雙縫,甲對(duì)應(yīng)的雙縫間距較大4.(2017浙江4月選考,16,2分,)(多選)圖中給出了“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)示意圖,雙縫S1和S2間距為mm,雙縫到屏的距離為m,波長(zhǎng)為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上,在屏上形成干涉條紋。中心軸線OO'上方第一條亮紋中心位置在P1處,第三條亮紋中心位置在P2處,現(xiàn)有1號(hào)、2號(hào)蟲子分別從S1和S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行,1號(hào)蟲子到達(dá)屏后,沿屏直線爬到P1,2號(hào)蟲子到達(dá)屏后,沿屏直線爬行到P2。假設(shè)兩只蟲子爬行速率均為10-3m/s,下列說法正確的是()號(hào)蟲子運(yùn)動(dòng)路程比2號(hào)短B.兩只蟲子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差為sC.兩只蟲子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差為sD.已知條件不夠,兩只蟲子運(yùn)動(dòng)時(shí)間差無法計(jì)算5.[2017課標(biāo)Ⅱ,34(1),5分,](多選)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是。

A.改用紅色激光B.改用藍(lán)色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)6.[2019江蘇單科,13B(2),]將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當(dāng)縫的寬度(選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”)光波的波長(zhǎng)時(shí),這種現(xiàn)象十分明顯。

三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2019廣東深圳高三下調(diào)研,)(多選)下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是()A.光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),若入射角大于臨界角,則一定發(fā)生全反射B.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),用紅光替代紫光,相鄰亮條紋間距變大C.在白光下觀察肥皂泡,其表面的相鄰各條紋是等間距的D.光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波E.在同一種物質(zhì)中,波長(zhǎng)越短的光傳播速度越小2.(2020湖北鄂東南省級(jí)示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟高三期中,)(多選)下列說法正確的是()A.全息照相主要是利用了光的衍射B.單反相機(jī)的增透膜利用了光的偏振C.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的干涉D.用光導(dǎo)纖維傳輸信息是利用了光的全反射的原理E.醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來進(jìn)行手術(shù),主要是利用了激光的亮度高的特點(diǎn)3.(2020吉林東北師大附中、重慶一中等六校聯(lián)考,)(多選)a、b兩束平行激光垂直于表面射入截面為等腰直角三角形的玻璃磚(截面如圖),其中b束激光在出射面上發(fā)生全反射,下列關(guān)于這兩束激光的說法中正確的是()光的頻率更大光在此玻璃磚內(nèi)的傳播速度更大C.該玻璃磚對(duì)a光的折射率大于2光對(duì)微小障礙物的衍射現(xiàn)象更明顯光和b光分別通過楊氏雙縫干涉裝置的兩個(gè)狹縫,不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象4.(2019河北石家莊正定中學(xué)高三模擬,)(多選)一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”,實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的,激光頻率ν是它的中心頻率,它所包含的頻率范圍是Δν(也稱頻率寬度),其中ν+Δν和ν-Δν分別記為“上限頻率”和“下限頻率”。如圖所示,某紅寶石激光器發(fā)出的激光(其“上限頻率”和“下限頻率”對(duì)應(yīng)的光分別記為a光和b光)由空氣斜射到平行液膜的上表面,射入時(shí)與液膜上表面成θ角。則下列說法正確的是()A.逐漸減小θ角,a光在液膜下表面先發(fā)生全反射光從下表面射出時(shí)與入射光線間偏移的距離較大光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.用相同裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),b光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小遷移創(chuàng)新5.(2019湖南長(zhǎng)沙一中高三月考,)已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率n=2的薄膜表面,入射時(shí)與薄膜表面成45°角,如圖所示。真空中的光速×108m/s。(1)求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的折射角及速率。(2)一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”,實(shí)際上它的頻率并不是真正單一的,激光頻率ν是它的中心頻率,它所包含的頻率范圍是Δν(也稱頻率寬度),如圖,單色光照射到薄膜上表面a,一部分光從上表面反射回來(這部分光稱為甲光),其余的光進(jìn)入薄膜內(nèi)部,其中的一小部分光從薄膜下表面b反射回來,再?gòu)纳媳砻嬲凵涑鋈?這部分光稱為乙光),甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉,稱為薄膜干涉,乙光與甲光相比,要在薄膜中多傳播一小段時(shí)間Δt。理論和實(shí)踐都證明,能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是:Δt的最大值Δtm與Δν的乘積近似等于1,即只有滿足Δtm·Δν≈1才會(huì)觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。若該激光頻率×1014Hz,它的頻率寬度×109Hz,試估算在如圖所示的情況下,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。

答案全解全析五年選考練1.答案(ⅰ)B(ⅱ)Δx解析(ⅰ)增加目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)必須要減小條紋間距,由公式Δx=ldλ可知B(ⅱ)由于第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則相鄰兩條暗條紋的中心間距Δx'=Δxn-1,單色光的波長(zhǎng)λ=Δ(ⅲ)λ=Δx·d(n-1)l=7.56×10-32.答案Dλ2h解析題中,單縫在平面鏡中的像與原來的單縫共同構(gòu)成一組雙縫(如圖),所以雙縫間距為d=2h,故Δx=Dλ2撤去平面鏡后,只剩雙縫和白熾燈,缺少單縫,無法形成干涉條紋。3.A單縫衍射圖樣中心亮紋較寬,兩側(cè)亮紋寬度逐漸變窄,故甲圖樣為單縫衍射圖樣;雙縫干涉圖樣相鄰兩條亮紋的寬度相同,對(duì)應(yīng)乙圖樣。故A正確,B、C、D均錯(cuò)。4.AB根據(jù)雙縫干涉相鄰亮紋間距公式Δx=Lλd得出相鄰亮條紋間距為mm,則得出P1、P2在屏幕上的位置距O'點(diǎn)分別為mm、mm,那么1號(hào)蟲子從S1到P1的路程為mm,2號(hào)蟲子從S2到P2的路程為mm,故A正確;已知路程差為mm,可以得出時(shí)間差為s,故B正確,C、D5.ACD由相鄰兩亮條紋中心間距Δx=ldλ可知,若要增大兩相鄰亮條紋的間距,應(yīng)增大雙縫與光屏間距離l、減小雙縫間距d或增大照射光波長(zhǎng)λ,而λ紅>λ綠>λ藍(lán),故選項(xiàng)A、C、D6.答案衍射接近解析兩支鉛筆并排放在一起,中間留有一條狹縫,光發(fā)生單縫衍射。由發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相接近時(shí)衍射現(xiàn)象十分明顯。三年模擬練1.BDE發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),且入射角大于或等于臨界角,故A錯(cuò)誤;根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋間距公式Δx=Ldλ可知,波長(zhǎng)越長(zhǎng),干涉條紋間距越大,而紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng),則紅光的干涉條紋間距比紫光的大,B正確;根據(jù)Δx=Ldλ以及不同顏色的光波長(zhǎng)不同,可知不同顏色的光產(chǎn)生的干涉條紋間距不同,故在白光下觀察肥皂泡,其表面的相鄰各條紋的間距是不相等的,C錯(cuò)誤;光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波,縱波不能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象,故D正確;在同一種物質(zhì)中,不同波長(zhǎng)的光傳播速度不同,波長(zhǎng)越短,波速越小,故2.CDE全息照相主要是利用了光的干涉原理,不是光的衍射,故A錯(cuò)誤;單反相機(jī)的增透膜是利用光的干涉,從膜的前表面和后表面反射的光相互減弱,故B錯(cuò)誤;用標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度利用了光的干涉,屬于薄膜干涉,故C正確;用光導(dǎo)纖維傳輸信息利用了光的全反射原理,光線在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射,故D正確;激光具有亮度高的特點(diǎn),醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來進(jìn)行手術(shù),故E正確。3.BDE因?yàn)閎光能在界面發(fā)生全反射,可知b光的臨界角較小,折射率較大,則b光的頻率更大,A錯(cuò)誤;因?yàn)閍光的折射率較小,根據(jù)v=cn可知,a光在此玻璃磚內(nèi)的傳播速度更大,B正確;由題意可知,a光的臨界角大于45°,根據(jù)n=1sinC<1sin45°=2,可知該玻璃磚對(duì)a光的折射率小于2,C錯(cuò)誤;因a光的頻率較小,波長(zhǎng)較大,則a光對(duì)微小障礙物的衍射現(xiàn)象更明顯,D正確;因?yàn)閍、b兩種光的頻率不同,所以a光和b光分別通過楊氏雙縫干涉裝置的兩個(gè)狹縫4.BC由于平行液膜的上表面與下表面平行,光在上表面發(fā)生折射時(shí)的折射角等于在下表面發(fā)生折射時(shí)的入射角,根據(jù)光路的可逆性知,兩種光都不可能在液膜下表面發(fā)生全反射,A錯(cuò)誤;a光的頻率大于b光的頻率,液膜對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率,則a光通過平行液膜時(shí)偏移的距離較大,B正確;a光的頻率大于b光的頻率,由公式c=λf可知,b光的波長(zhǎng)大于a光的波長(zhǎng),故b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,C正確;其他條件相同時(shí),干涉條紋的間距與光的波長(zhǎng)成正比,所以用相同裝置做雙縫干涉實(shí)